Способ выделения объекта на изображении и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Использование изобретения в предварительной обработке визуальной информации в системах распознавания обеспечивает повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей. Для этого в способе после соответствующей обработки формируют сигналы внутрисрезовой и межсрезовой связности и относят к объекту те элементы изображения, для которых равны нулю сигналы в срезе с максимальной внутрисрезовой связностью и в соседних с ним срезах, межсрезовая связность которых выше заданной. Устройство содержит фотоприемную матрицу 1, сумматор 3, регистры 6, 7 хранения, элемент И 9, счетчик 10 импульсов, мультиплексор 11, одновибратор 13, элемент НЕ 15, генератор 17 тактовых импульсов и формирователь 19 импульсов сброса. Технический результат достигается благодаря введению ячеек 2 выделения элемента изображения, сумматора 4, блока 5 памяти с последовательным доступом, блоков 8, 12 сравнения, счетчика 14, блока 16 дешифрации, формирователя 18 адреса и блока 20 памяти с параллельным доступом. 2 с. и 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для предварительной обработки визуальной информации в системах распознавания.

Известен способ преобразования изображения, заключающийся в формировании из исходного изображения его липпмановского образа и выделении его монохроматических составляющих, при этом выделяют высокочастотные пространственные составляющие изображения, производят последовательную узкополосную фильтрацию пространственных составляющих липпмановского изображения с помощью монохроматора в заданном диапазоне длин волн, а отфильтрованные составляющие липпмановского изображения регистрируют на фотоноситель, передвигая его параллельно липпмановскому изображению [1].

Недостатком данного способа является низкая скорость преобразования изображения.

Известен способ преобразования оптического изображения, заключающийся в том, что по поверхности каждого из элементов мозаики фотоприемных элементов формируют амплитудное распределение управляющего потенциала в соответствии с распределением амплитуды кодирующей функции в пределах каждого участка определения с одним знаком, выделяют из преобразуемого изображения фрагмент с числом элементов разрешения, по крайней мере на порядок превышающим число элементов мозаики, проецируют этот фрагмент на мозаику, суммируют значения токов от всех элементов мозаики для каждой заданной кодирующей функции, запоминают полученные значения сумм, комбинируют значения сумм для различных кодирующих функций, сравнивают результат с заданным пороговым значением, после чего смещают выделяемый фрагмент относительно преобразуемого изображения на один элемент разрешения и повторяют все перечисленные выше операции [2]. Недостатком данного способа является низкое быстродействие и низкая точность.

Наиболее близким по сущности является способ выделения изображения, реализованный в устройстве выделения изображения, включающий проецирование изображения на фотоприемную матрицу, измерение величины сигнала с каждого элемента фотоприемной матрицы, соответствующего одному элементу изображения, соответствующую обработку полученных величин сигналов и отнесение элемента изображения к объекту или фону по степени его связности с соседними элементами изображения [5].

Недостатком известного способа является низкое быстродействие и невозможность выделения объекта в полутоновом изображении.

Известно устройство для обработки многотоновых изображений, содержащее блоки памяти, блок управления, блок датчиков изображения, первый и второй мультиплексоры, сумматор, счетчик и дешифратор [3] Недостатком данного устройства является низкое быстродействие.

Известно устройство для обработки изображений, содержащее телевизионный датчик, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, первый коммутатор, выход которого является выходом устройства, генератор синхроимпульсов, первый и второй блоки определения средней величины сигналов, два квадратора, вычислитель, блок буферной памяти и селектор минимума сигнала [4].

Недостатком данного устройства является низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для выделения фигур на изображении, содержащее фотоприемную матрицу, первый сумматор, первый и второй регистры хранения, первый счетчик импульсов, мультиплексор, одновибратор, генератор тактовых импульсов, формирователь импульсов сброса, элемент И и элемент НЕ [5].

Недостатком данного устройства является низкое быстродействие, а также тот факт, что выделение изображения происходит в бинарном виде, что исключает возможность выделения полутонового объекта.

Для повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей в способе выделения объекта на изображении, включающем проецирование изображения на фотоприемную матрицу, измерение величины сигнала с каждого элемента фотоприемной матрицы, соответствующего одному элементу изображения, отнесение элемента изображения к объекту или фону по степени его связности с соседними элементами изображения, после измерения величин сигналов со всех элементов фотоприемной матрицы формируют последовательные срезы изображения в виде совокупности величин сигналов путем уменьшения величин сигналов со всех элементов фотоприемной матрицы на первую заданную величину, выделяют в каждом срезе сигналы с нулевой величиной путем сравнения величин всех сигналов среза с нулевым уровнем, формируют для текущего среза сигнал внутрисрезовой связности путем подсчета для каждого элемента изображения с сигналом нулевой величины в текущем срезе числа соседних с ним элементов изображения с сигналами нулевой величины, формируют для текущего среза сигнал межсрезовой связности путем подсчета для каждого элемента изображения с сигналом нулевой величины в текущем срезе числа соседних с ним элементов изображения с сигналом нулевой величины в предыдущем и последующем срезах, выделяют срез с максимальной величиной сигнала внутрисрезовой связности и совокупность соседних с ним срезов, для каждого из которых величина сигнала межсрезовой связности превышает вторую заданную величину, при этом к объекту относят элементы изображения с сигналом нулевой величины как из выделенного среза с максимальной величиной сигнала внутрисрезовой связности, так и из каждого среза выделенной совокупности соседних с ним срезов.

Для достижения того же технического результата в устройство для выделения объекта на изображении, содержащее фотоприемную матрицу, первый сумматор, первый и второй регистры хранения, первый счетчик импульсов, мультиплексор, одновибратор, генератор тактовых импульсов, формирователь импульсов сброса, элемент И и элемент НЕ, введены второй сумматор, второй счетчик импульсов, блок дешифрации, первый и второй блоки сравнения, блок памяти с последовательным доступом, блок памяти с параллельным доступом, формирователь адреса, источник порогового сигнала и ячейки выделения элемента изображения, информационные входы которых подключены к выходам соответствующих элементов фотоприемной матрицы, первый выход (i,j)-ой ячейки выделения элемента изображения (i = i=, j = j= mxn - размерность фотоприемной матрицы) соединен с соответствующими установочными входами (i-1, j-1)-ой, (i-1, j)-ой, (i-1, j+1)-ой, (i, j-1)-ой, (i, j+1)-ой, (i+1, j-1)-ой, (I+1, j)-ой и (i+1, j+1)-ой ячеек выделения элемента изображения и соответствующим информационным входом блока памяти с параллельным доступом, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовым входам всех ячеек выделения элемента изображения, первому входу элемента И, входам формирователя адреса и формирователя импульсов сброса, выход которого соединен с входами сброса всех ячеек выделения элемента изображения, второй и третий выходы каждой из которых подключены к соответствующим входам соответственно первого и второго сумматоров, выход второго сумматора соединен с информационным входом блока памяти с последовательным доступом, выход которого и выход источника постоянного сигнала подключены к входам второго блока сравнения, выход которого через одновибратор и через элемент НЕ соединен соответственно с входом первого счетчика импульсов и с входом обнуления второго счетчика импульсов, первый и второй выходы первого счетчика импульсов подключены к одноименным входам блока дешифрации, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входом обратного счета второго счетчика импульсов и вторым входом элемента И, выход которого подключен к входу прямого счета второго счетчика импульсов, выход первого сумматора непосредственно и через первый регистр хранения соединен с входами первого блока сравнения, выход которого подключен к входу разрешения записи второго регистра хранения, выход которого соединен с установочным входом второго счетчика импульсов, выход которого подключен к адресному входу мультиплексора, выход формирователя адреса соединен с информационным входом второго регистра хранения и адресным входом мультиплексора, выход которого подключен к адресным входам блока памяти с последовательным доступом и блока памяти с параллельным доступом, выход которого является выходом устройства, старший разряд выхода формирователя адреса соединен с управляющими входами всех ячеек выделения элемента изображения.

Еще одним отличием данного устройства является выполнение ячейки выделения элемента изображения на вычитающем счетчике, элемента задержки, первом и втором регистрах сдвига, первом и втором элементах И, первом и втором счетчиках импульсов и аналого-цифровом преобразователе, вход которого является информационным входом ячейки, а выход соединен со счетным входом вычитающего счетчика, управляющий вход которого является управляющим входом ячейки, выход вычитающего счетчика непосредственно и через элемент задержки подключен к входам разрешения записи соответственно первого и второго регистров сдвига и является первым выходом ячейки, тактовые входы регистров сдвига объединены с первыми входами элементов И и является тактовым входом ячейки, первые - восьмые информационные входы первого и второго регистров сдвига соответственно объединены и являются одноименными установочными входами ячейки, выходы первого и второго регистров сдвига подключены к вторым входам одноименных элементов И, выходы которых соединены со счетными входами одноименных счетчиков импульсов, входы обнуления которых объединены и являются входом сброса ячейки, выходы первого и второго счетчиков импульсов являются соответственно вторым и третьим выходами ячейки.

Еще одно отличие данного устройства состоит в том, что блок дешифрации содержит первый-третий элементы И, элемент ИЛИ и первый и второй элементы НЕ, вход первого элемента НЕ объединен с первым входом второго элемента И и является первым входом блока, вход второго элемента НЕ объединен с первым входом третьего элемента И и является вторым входом блока, выход первого элемента НЕ подключен к первому входу первого и второму входу третьего элементов И, выход второго элемента НЕ соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И является первым выходом блока, выходы второго и третьего элементов И подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого является вторым выходом блока.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - схема ячейки выделения элемента изображения; на фиг.3 - схема блока дешифрации; на фиг.4 - пример выделения изображения объекта.

Устройство предназначено для выделения объекта на полутоновом изображении.

Устройство содержит фотоприемную матрицу 1, состоящую из элементов 1₁₁, 1₁₂, . . .,1_ij,...,1_m,n изображения, такое же количество ячеек 2₁₁,2₁₂,..., 2_ij, ...,2_m,n выделения элемента изображения, первый и второй сумматоры 3 и 4, блок 5 памяти с последовательным доступом, первый и второй регистры 6 и 7 хранения, первый блок 8 сравнения, элемент И 9, первый счетчик 10 импульсов, мультиплексор 11, второй блок 12 сравнения, одновибратор 13, счетчик 14, элемент НЕ 15, блок 16 дешифрации, генератор 17 тактовых импульсов, формирователь 18 адреса, формирователь 19 импульсов сброса и блок 20 памяти с параллельным доступом.

Каждая ячейка 2_ij содержит (фиг.2) аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 21, вычитающий счетчик 22, первый и второй регистры 23 и 24 сдвига, элемент 25 задержки, первый и второй элементы 26, 27 И, первый и второй счетчики 28 и 29 импульсов.

Блок 16 дешифрации состоит из (фиг.3) первого и второго элементов НЕ 30 и 31, первого - третьего элементов И 32, 33 и 34 и элемента ИЛИ 35.

При этом выход каждого элемента 1_ij фотоприемной матрицы 1 соединен с информационным входом 36 соответствующей ячейки 2_ij, в которой вход АЦП 21 является входом 36 ячейки 2_ij, а выход АЦП 21 соединен со счетным входом 37 вычитающего счетчика 22, управляющий вход 38 которого является управляющим входом 39 ячейки 2_ij. Этот вход 39 связан с восьмым разрядом выхода формирователя 18 адреса. Выход счетчика 22 соединен с входом 40 регистра 23 сдвига, через элемент 25 задержки - с входом 42 регистра 24 сдвига, и является первым выходом 41 ячейки 2_ij. Входы 43-50 ячейки 2_ij подключены к входам 51-58 регистра 23 и входам 59-66 регистра 24. Выход 41 ячейки 2_ij подключен к одному из входов 43-50 ячеек 2_{i-1, j-1}; 2_i-1,j; 2_{i-1, j+1}; 2_i,j-1; 2_i,j+1; 2_i+1;j-1; 2_i+1,j; 2_i+1,j+1. Выходы регистров 23 и 24 сдвига соединены с входами элементов И 26 и 27 соответственно, другие входы которых связаны с входом 67 ячейки 2_ij и с тактовыми входами 68 и 69 регистров 23 и 24, соответственно. Вход 67 ячейки 2 подключен к выходу генератора 17 тактовых импульсов. Выходы элементов И 26 и 27 соединены со счетными входами 70 и 71 счетчиков 28 и 29 соответственно, входы 72 и 73, обнуления которых соединены с входом 74 ячейки 2_ij и подключены к выходу формирователя 19 импульсов сброса. Выходы счетчиков 28 и 29 являются выходами 75 и 76 ячейки 2_ij соответственно. Выходы 75 и 76 ячейки 2_ij соединены с одним из входов сумматоров соответственно 3 и 4. Выход сумматора 3 соединен с входом регистра 6 хранения, выход которого подключен к входу 77 блока 8 сравнения, вход 78 которого подключен к выходу сумматора 3, а выход соединен с информационным входом 79 регистра 7 хранения. Выход регистра 7 хранения связан с установочным входом 80 счетчика 14, вход 81 прямого счета которого соединен с выходом элемента И 9, а выход счетчика 14 подключен к информационному входу 82 мультиплексора 11. Выход сумматора 4 соединен с информационным входом 83 блока памяти, адресный вход 84 которого соединен с выходом мультиплексора 11. Адресный вход 85 мультиплексора 11 подключен к выходу формирователя 18 адреса. Выход блока 5 памяти связан с входом 86 блока 12, вход 87 которого заземлен (или на него подается заданное значение U_пор), а выход через одновибратор 13 соединен с входом счетчика 10 и через элемент НЕ 15 - с входом 88 обнуления счетчика 14. Выход 89 счетчика 10 соединен с входом 90 блока 16, а выход 91 счетчика 10 - с его входом 92. Выход 93 блока 16 подключен к входу 94 обратного счета счетчика 14, а выход 95 блока 16 соединен с первым входом элемента И 9, второй вход которого подключен к выходу генератора 17 тактовых импульсов. Выход мультиплексора 11 связан с адресным входом 96 блока 20 памяти, информационные входы 97₁-97_п которого связаны с выходами 41 всех ячеек 2. Выход блока 20 памяти является выходом устройства.

Входы 90 и 92 блока 16 соединены с входами элементов НЕ 30 и 31 соответственно. Выход элемента НЕ 30 связан с первыми входами элементов И 32 и 34, а выход элемента 31 - с вторыми входами элементов И 32 и 33.

Выход элемента И 32 является первым выходом 73 блока 16. Выходы элементов И 33 и 34 связаны с первым и вторым входами элемента ИЛИ 35 соответственно, выход которого является вторым выходом 95 блока 16. Информационный вход 98 регистра 7 подключен к выходу формирователя 18 сброса.

Предлагаемый способ выделения изображения объекта основан на параллельной обработке всех элементов изображения.

В данном способе изображение рассматривается как матрица A(m,n), где m - число строк, n - число столбцов, элементами которой являются значения интенсивности каждого элемента изображения A(i,j), где i = 1,2,.......,m, j = 1,2,.......,n Из всех значений элементов A(i,j) вычитается заданная дискретная величина ΔА. Полученные новые значения элементов представляют собой новую матрицу A^I (m, n)(срез), некоторые значения элементов которой могут быть равны нулю. Нулевые элементы полученной матрицы анализируют на связность между собой в пределах данного среза. Так, для элемента А(i,j) соседними будут элементы A(i-1, j-1), A(i--1,j), A(i-1,j+1), A(i, j-1), A(i, j+1), A(i+1, j-1), A(i+1, j) и A(i+1, j+1).

Т. е. нулевой элемент считается связанным, если один из соседних с ним элементов также равен нулю. Таким образом, определяется число связей U_к для каждого К-го среза, где К - номер среза. Полученное число запоминается. Процедура формирования новых срезов и их анализа повторяется до тех пор, пока каждый элемент матрицы A(m,n) в одном из срезов будет равен нулю.

В процессе обработки изображения определяется также межсрезовая связность, т. е. связность нулевых элементов соседних срезов. Так для К-го среда соседними будут (К-1)-й и (К+1)-й срезы. Соответственно определяется U^I_K,K-1 и U^I_K,K+1 .

Среди полученного набора значений срезовой связности U выбирают максимальное. Нули среза К, для которого значение связности максимально, относятся к изображению объекта. Затем, рассматриваются значения связности с соседними срезами U^I_{K, K+1} и U^I_K,K-1 . Если они не равны нулю или больше заданного значения U_пор, то нулевые элементы этих срезов также относятся к изображению объекта.

Анализ на связность со следующими срезами производится до тех пор, пока не появится значение межсрезовой связности, равное нулю или меньшее установленного U_пор. Это свидетельствует о наличии перепада яркости, т.е. границы "объект-фон". Все остальные элементы, не вошедшие в изображение объекта, относятся к фону.

Пример выделения изображения объекта, представленный на фиг.4, поясняет предложенный алгоритм. В результате дискретизации получается 11 срезов. Максимальной связностью обладают нули среза 10 (U₁₀=5). Значение межсрезовой связности U^I_9,10 = 5, U^I_8,9 = 0, U^I_10,11 = 3. Следовательно, к изображению относятся нули срезов 9, 10, 11. Устройство, реализующее данный способ, pаботает следующим образом.

Изображение подается на фотоприемную матрицу 1, каждый элемент 1_ij которой можно рассматривать как элемент изображения. С выхода каждого элемента 1_ij матрицы 1 сигнал поступает на вход 36 соответствующей ячейки 2_ij. Ячейки 2 осуществляют дискретизацию сигнала по уровню и выполнение нулевых элементов на каждом "срезе".

Ячейка 2_ij работает следующим образом.

Сигнал, поступивший на вход 36 ячейки 2_ij, подается на вход АЦП 21, на выходе которого формируется соответствующий аналоговому сигналу цифровой код, который по импульсу с восьмого разряда выхода формирователя 18 адреса, поступающему на вход 38 счетчика 22, установится на входе 37 этого счетчика. На каждом такте счетчик 22 вычитает единицу из имеющегося в нем значения. Как только это значение будет соответствовать нулю, на выходе счетчика 22 возникает сигнал логической единицы. Он поступает на вход 40 регистра 23 и через элемент 25 задержки - на вход 42 регистра 24, а также на выход 41 ячейки. С выхода 41 сигнал поступает на один из входов 43-50 каждой из соседних восьми ячеек 2_i-1,j-1; 2_i-1,_j; 2_i-1,j+1; 2_i,j-1; 2_i,j+1; 2_i+1,j-1; 2_i+1,j; 2_i+1,j-1.

Сигналы с выходов 41 ячеек после каждого вычитания в счетчике 22 также записываются через входы 94 блока 20 памяти. Одновременно с этим на входы 43-50 ячейки 2_ij поступают сигналы с выходов 41 ячеек 2_i-1,j-1; 2_i-1,j; 2_i-1,j+1; 2_i,j-1; 2_i,j+1; 2_i+1,j-1; 2_i+1,j; 2_i+1,j-1.

Таким образом, на входах 51-58 регистра 23 и входах 59-66 регистра 24 присутствует столько единиц, сколько их в данный момент на входах 43-50 ячейки 2_ij. Сигнал на входе 40 регистра 23 разрешает запись присутствующей на его входах 51-58 комбинации нулей и единиц. Импульсы с выхода регистра 23 поступают последовательно на вход элемента И 26, на второй вход которого поступают импульсы с генератора 17 тактовых импульсов. В результате с выхода элемента И 26 поступает последовательность импульсов, число которых соответствует числу единиц на входе 51-58 регистра 23. Данные импульсы подсчитываются счетчиком 28 и с его выхода поступают в виде кода на выход 75 ячейки 2_ij. Аналогичным образом происходит работа регистра 24, элемента И 27, и счетчика 29. Однако, сигнал с выхода счетчика 22 поступает на вход 42 регистра 24 через элемент 25 задержки. Время задержки составляет один тактовый импульс. Таким образом, счетчик 29 подсчитывает число импульсов, соответствующее числу единиц на входах 43-50 ячейки на следующем такте. Каждый импульс, подсчитываемый счетчиками 28 и 29, означает наличие связи элемента 1_ij с одним из соседних ему элементов 1_i-1,j-1; 1_i-1,j,...,1_i+1,j+1.

При этом на выход 75 поступает значение, соответствующее числу связей для данной ячейки 2_ij на каждом такте, а на выход 76 поступают значения, соответствующие числу связей для данной ячейки 2_ij с соседними ячейками на последующем такте.

Сумматор 4 осуществляет суммирование всех чисел, поступающих на его входы с выходов 76 всех ячеек 2. Аналогичным образом сумматор 3 осуществляет суммирование значений с выходов 75 ячеек 2. Полученное на каждом такте число в сумматоре 4 поступает на вход 63 блока 5 памяти и последовательно туда заносится. Полученное на каждом такте число в сумматоре 3 подается на вход регистра 6 хранения и на вход 78 блока 8 сравнения, где происходит сравнение этого значения со значением на входе 77 блока 8 сравнения, т.е. предыдущего с последующим. Одновременно с этим, на вход 96 регистра 7 хранения подается значение адреса с выхода формирователя 18 адреса. Если значение на входе 77 блока 8 сравнения превышает значение на его входе 78, то на выходе блока 8 появится сигнал, который при поступлении на вход 79 регистра 7 хранения разрешит запись присутствующего на его информационном входе 98 значения адреса. Если значение на входе 77 блока 8 сравнения меньше значения на его входе 78, то сигнал на выходе блока 8 отсутствует, и записи адреса в регистр 7 хранения не происходит.

Таким образом, в результате сравнения в регистре 7 хранения остается записанным адрес среза с максимальным числом связей. Этот адрес записывается в реверсивный счетчик 14 и через мультиплексор 11 устанавливается на адресном входе 96 блока 20 памяти. С выхода блока 20 памяти на выход устройства поступают нулевые или единичные значения элементов среза, хранящегося по поступающему на вход 96 адресу.

В блоке 5 памяти по адресу среза с максимальной связностью хранится значение связности между срезами данным и последующим. Например, адрес среза с максимальной связностью равен 10, тогда по адресу 10 в блоке 5 памяти будет храниться значение связности между десятым и одиннадцатым срезами. Поэтому, когда по сигналу с выхода мультиплексора 11 на вход 84 блока 5 памяти поступает этот адрес, на выходе блока 5 памяти появляется значение, хранящееся по этому адресу, которое с выхода блока 5 памяти поступает на вход 86 блока 12 сравнения. Вход 87 блока 12 заземлен или на нем установлено пороговое значение. Адрес среза с максимальным числом связей в счетчике 14 увеличивается на единицу с помощью одновибратора 13, счетчика 10 и блока 16 дешифрации.

Увеличение адреса на единицу осуществляется с каждым приходом импульса на вход 81 счетчика 14 до тех пор, пока связность между срезами не станет равна нулю или больше порогового значения. При равенстве нулю (пороговому значению) сигнал с выхода блока 12 сравнения через элемент НЕ 15 обнуляет счетчик 14, поступая на его вход 88, и переводит его с помощью одновибратора 13, счетчика 10 и блока 16 в режим вычитания единицы.

Аналогично предыдущим происходит выбор значений из блока 5 памяти по получаемым адресам, сравнение их с нулем блока 12 сравнения и выдача их на вход 96 блока 20 памяти.

В результате на выходе устройства появится последовательность срезов, совокупность элементов которых представляет собой изображение.

Преимущества данного способа и устройства по сравнению с существующими заключаются в увеличении быстродействия и расширении функциональных возможностей. Увеличение быстродействия достигается за счет организации параллельной обработки сигналов на всех элементах изображения фотоприемной матрицы, а также за счет одновременного определения двух параметров изображения (внутри- и межсрезовой связности).

Расширение функциональных возможностей обеспечивается благодаря тому, что данный способ и реализующее его устройство позволяют производить выделение объектов на изображениях с большим диапазоном различных уровней интенсивности.

Формула изобретения

1. Способ выделения объекта на изображении, включающий проецирование изображения на фотоприемную матрицу, измерение величины сигнала с каждого элемента фотоприемной матрицы, соответствующего одному элементу изображения, отнесение элемента изображения к объекту или фону по степени его связности с соседними элементами изображения, отличающийся тем, что после измерения величин сигналов со всех элементов фотоприемной матрицы формируют последовательные срезы изображения в виде совокупности величин сигналов путем уменьшения величин сигналов со всех элементов фотоприемной матрицы на первую заданную величину, выделяют в каждом срезе сигналы с нулевой величиной путем сравнения величин всех сигналов среза с нулевым уровнем, формируют для текущего среза сигнал внутрисрезовой связности путем подсчета для каждого элемента изображения с сигналом нулевой величины в текущем срезе числа соседних с ним элементов изображения с сигналами нулевой величины, формируют для текущего среза сигнал межсрезовой связности путем подсчета для каждого элемента изображения с сигналом нулевой величины в текущем срезе числа соседних с ним элементов изображения с сигналом нулевой величины в предыдущем и последующем срезах, выделяют срез с максимальной величиной сигнала внутрисрезовой связности и совокупность соседних с ним срезов, для каждого из которых величина сигнала межсрезовой связности превышает вторую заданную величину, к объекту относят элементы изображения с сигналом нулевой величины как из выделенного среза с максимальной величиной сигнала внутрисрезовой связности, так и из каждого среза выделенной совокупности соседних с ним срезов.

2. Устройство для выделения объекта на изображении, содержащее фотоприемную матрицу, первый сумматор, первый и второй регистры хранения, первый счетчик импульсов, мультиплексор, одновибратор, генератор тактовых импульсов, формирователь импульсов сброса, элемент И и элемент НЕ, отличающееся тем, что в него введены второй сумматор, второй счетчик импульсов, блок дешифрации, первый и второй блоки сравнения, блок памяти с последовательным доступом, блок памяти с параллельным доступом, формирователь адреса, источник порогового сигнала и ячейки выделения элемента изображения, информационные входы которых подключены к выходам соответствующих элементов фотоприемной матрицы, первый выход (i, j)-й ячейки выделения элементов изображения i=; j=; m·n - размерность фотоприемной матрицы) соединен с соответствующими установочными входами (i - 1, j - 1)-, (i - 1,j)-, (i - 1, j + 1)-, (i, j - 1)-, (i, j + 1)-, (i + 1, j - 1)-, (i + 1, j)- и (i + 1, j + 1)-й ячеек выделения элемента изображения и соответствующим информационным входом блока памяти с параллельным доступом, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовым входам всех ячеек выделения элемента изображения, первому входу элемента И, входам формирователя адреса и формирователя импульсов сброса, выход которого соединен с входами сброса всех ячеек выделения элемента изображения, второй и третий выходы каждой из которых подключены к соответствующим входам соответственно первого и второго сумматоров, выход второго сумматора соединен с информационным входом блока памяти с последовательным доступом, выход которого и выход источника постоянного сигнала подключены к входам второго блока сравнения, выход которого через одновибратор и через элемент НЕ соединен соответственно с входом первого счетчика импульсов и с входом обнуления второго счетчика импульсов, первый и второй выходы первого счетчика импульсов подключены к одноименным входам блока дешифрации, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входом обратного счета второго счетчика импульсов и вторым входом элемента И, выход которого подключен к входу прямого счета второго счетчика импульсов, выход первого сумматора непосредственно и через первый регистр хранения соединен с входами первого блока сравнения, выход которого подключен к входу разрешения записи второго регистра хранения, выход которого соединен с установочным входом второго счетчика импульсов, выход которого подключен к адресному входу мультиплексора, выход формирователя адреса соединен с информационным входом второго регистра хранения и адресным входом мультиплексора, выход которого подключен к адресным входам блока памяти с последовательным доступом и блока памяти с параллельным доступом, выход которого является выходом устройства, старший разряд выхода формирователя адреса соединен с управляющими входами всех ячеек выделения элемента изображения.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что ячейка выделения элемента изображения содержит вычитающий счетчик, элемент задержки, первый и второй регистры сдвига, первый и второй элементы И, первый и второй счетчики импульсов и аналого-цифровой преобразователь, вход которого является информационным входом ячейки, а выход соединен со счетным входом вычитающего счетчика, управляющий вход которого является управляющим входом ячейки, выход вычитающего счетчика непосредственно и через элемент задержки подключен к входам разрешения записи соответственно первого и второго регистров сдвига и является первым выходом ячейки, тактовые входы регистров сдвига объединены с первыми входами элементов И и являются тактовым входом ячейки, первые - восьмые информационные входы первого и второго регистров сдвига соответственно объединены и являются одноименными установочными входами ячейки, выходы первого и второго регистров сдвига подключены к вторым входам одноименных элементов И, выходы которых соединены со счетными входами одноименных счетчиков импульсов, входы обнуления которых объединены и являются входом сброса ячейки, выходы первого и второго счетчиков импульсов являются соответственно вторым и третьим выходами ячейки.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок дешифрации содержит первый - третий элементы И, элемент ИЛИ и первый и второй элементы НЕ, вход первого элемента НЕ объединен с первым входом второго элемента И и является первым входом блока, вход второго элемента НЕ объединен с первым входом третьего элемента И и является вторым входом блока, выход первого элемента НЕ подключен к первому входу первого и второму входу третьего элементов И, выход второго элемента НЕ соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И является первым выходом блока, выходы второго и третьего элементов И подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого является вторым выходом блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4